研究分野の概略

非コードRNAは、タンパク質合成の設計図としては働かず、それ自身が機能的な分子として、複雑で高次な生命現象を制御しています。私たちは、様々な方法論を駆使し、非コードRNAの分子メカニズムをつぶさに明らかにしようとしています。

研究内容の紹介

RNAの多様な機能と動作原理を理解する

私たちのゲノムDNAにコードされた遺伝情報は、転写によってメッセンジャーRNA （mRNA）へと写し取られたのちに、タンパク質へと翻訳されることで発現します。しかし近年、私たちの体の中にはmRNAだけではなく、膨大な数の「タンパク質に翻訳されずにはたらくRNA」が存在することが明らかになってきました。このようなRNAは非コードRNAと呼ばれています。非コードRNAの中でも特に、microRNAやsiRNA、piRNAなどの20～30塩基の小分子RNAは、自身と相補的な標的RNAの発現を負に制御し、複雑で高次な生命現象を支えていると考えられています。また、小分子RNAは基礎生物学研究のツールとしてだけではなく、最近では医薬品としても利用されはじめています。しかしこれらの非コードRNAが、どのようにして生み出され、どのような原理で機能しているのかについては、まだよくわかっていません。私たちの研究室では、生化学、生物物理学、細胞生物学、遺伝学などを組み合わせることにより、非コードRNAを中心としたRNAワールドの不思議に挑戦しています。

小さなRNAの一種であるsiRNA（くし）は、RNA-induced silencing complex（RISC）と呼ばれるエフェクター複合体（お盆）を形成することにより、自身と相補的な配列を持つ標的mRNA（組みひも）を切断（はさみ）し、その発現を抑制します。この現象はRNA干渉と呼ばれ、生物がウイルスなどの遺伝的侵略者に対抗する手段として獲得したものだと考えられていますが、今では基礎生物学研究から医薬応用まで幅広く活用されています。

最近の研究成果

Dicer-2–R2D2タンパク質複合体が二本鎖siRNAの非対称性を感知するしくみ　―　RNA干渉における20年来の謎を解明　―
小分子RNAの増幅機構を試験管内で再現！ 〜植物の分化やウイルス制御に必要な小さなRNAを生み出すしくみを解明〜
Dicer-2タンパク質は長い二本鎖RNAを連続的に切断する〜１分子イメージングでとらえた異常RNA切断のしくみ～
植物の小さなRNAが巨大なタンパク質合成装置の動きを止める

論文一覧

  1. Iruka Eliminates Dysfunctional Argonaute by Selective Ubiquitination of Its Empty State.
    *Kobayashi H, Shoji K, Kiyokawa K, Negishi L, *Tomari Y.
    Mol Cell. 2019 Jan 3;73(1):119-129.e5.
  2. Conformational activation of Argonaute by distinct yet coordinated actions of the Hsp70 and Hsp90 chaperone systems.
    Tsuboyama K, *Tadakuma H, *Tomari Y.
    Mol Cell. 2018 May 17;70(4):722-729.e4.
  3. Silencing messages in a unique way.
    *Iwakawa HO, *Tomari Y.
    Nat Plants. 2017 Oct;3(10):769-770.
  4. The poly(A) tail blocks RDR6 from converting self mRNAs into substrates for gene silencing.
    Baeg K, *Iwakawa HO, *Tomari Y.
    Nat Plants. 2017 Mar 20;3:17036.
  5. Codon Usage and 3' UTR Length Determine Maternal mRNA Stability in Zebrafish.
    *Mishima Y, Tomari Y.
    Mol Cell. 2016 Mar 17;61(6):874-85.
  6. Identification and functional analysis of the pre-piRNA 3′ Trimmer in silkworms.
    Izumi N, Shoji K, Sakaguchi Y, Honda S, Kirino Y, Suzuki T, Katsuma S, *Tomari Y.
    Cell. 2016 Feb 25;164(5):962-73.
  7. Single-molecule analysis of the target cleavage reaction by Drosophila RNAi enzyme complex.
    Yao C, Sasaki HM, Ueda T, *Tomari Y, *Tadakuma H.
    Mol Cell. 2015 Jul 2;59(1):125-32.
  8. Defining fundamental steps in the assembly of the Drosophila RNAi enzyme complex.
    Iwasaki S, Sasaki HM, Sakaguchi Y, Suzuki T, *Tadakuma H, *Tomari Y.
    Nature. 2015 May 28;521(7553):533-6.
  9. The initial uridine of primary piRNAs does not create the tenth adenine that is the hallmark of secondary piRNAs.
    Wang W, Yoshikawa M, Han BW, Izumi N, *Tomari Y, *Weng Z, *Zamore PD.
    Mol Cell. 2014 Dec 4;56(5):708-16.
  10. microRNAs block assembly of eIF4F translation initiation complex in Drosophila.
    Fukaya T, Iwakawa HO, *Tomari Y.
    Mol Cell. 2014 Oct 2;56(1):67-78.
泊　幸秀　教授
TOMARI Yukihide
博士（工学）
新領域創成科学研究科・メディカル情報生命専攻
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河崎　史子　助教
KAWASAKI Fumiko
博士（生命科学）
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喜納　寛野　助教
KINA Hirono
博士（薬学）
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篠田　沙緒里　助教
SHINODA Saori
泉　奈津子　技術職員
IZUMI Natsuko
博士（医学）